Wi-Fi lento: perché succede anche con segnale pieno e come trovare la vera causa

Cosa significa realmente avere un Wi-Fi lento

L’espressione “Wi-Fi lento” viene utilizzata
per descrivere problemi molto diversi tra loro.
In alcuni casi le pagine Web impiegano troppo tempo a caricarsi,
in altri una videochiamata diventa instabile,
un terminale perde temporaneamente la connessione
oppure un’applicazione aziendale presenta tempi di risposta elevati.

Tutti questi sintomi vengono spesso riassunti
nella stessa frase, ma dal punto di vista tecnico
possono avere origini completamente differenti.

Una rete wireless può avere un throughput basso,
una latenza elevata, molte ritrasmissioni
oppure una forte variabilità delle prestazioni.
Anche quando il risultato percepito dall’utente
è semplicemente “la rete è lenta”,
la causa deve essere identificata
osservando il comportamento reale dell’infrastruttura.

È proprio questa distinzione che rende
il troubleshooting Wi-Fi
un’attività di analisi,
non una successione di tentativi.

Perché il Wi-Fi può essere lento anche con segnale pieno

Uno dei concetti più importanti da comprendere
è che un segnale forte non equivale
automaticamente a una connessione veloce.

L’indicatore mostrato da smartphone e notebook
rappresenta principalmente il livello
del segnale ricevuto dall’Access Point.
Non descrive però quanto il canale sia occupato,
quante stazioni stiano trasmettendo,
quanto rumore sia presente
o quante volte i frame debbano essere ritrasmessi.

È quindi perfettamente possibile
trovarsi vicino a un Access Point,
ricevere un RSSI molto elevato
e avere comunque prestazioni scarse.

Un canale congestionato,
una forte contesa radio,
interferenze o un numero elevato di client
possono degradare significativamente
le prestazioni senza ridurre il numero
delle “tacche” visualizzate dal dispositivo.

Wi-Fi lento o Internet lento? Sono due problemi differenti

Prima di analizzare l’infrastruttura wireless
è necessario distinguere il Wi-Fi
dalla connessione verso Internet.

Il Wi-Fi è il collegamento radio
tra il client e l’Access Point.
La connessione Internet è invece
il percorso che prosegue oltre la rete locale
verso il provider e i servizi esterni.

Se la linea Internet è satura,
un client può avere un collegamento Wi-Fi perfetto
ma percepire comunque una navigazione lenta.
Al contrario, una connessione in fibra molto veloce
non può compensare una radio congestionata
o un collegamento wireless di scarsa qualità.

Questo è il motivo per cui
una diagnosi corretta deve separare
i differenti segmenti della comunicazione
prima di attribuire la causa al Wi-Fi
oppure all’operatore.

RSSI e SNR: perché il livello del segnale da solo non basta

L’RSSI descrive la potenza
del segnale ricevuto dal client,
ma per comprendere realmente
la qualità della comunicazione
bisogna considerare anche il rumore.

Il parametro fondamentale diventa quindi
il Signal-to-Noise Ratio,
cioè il rapporto tra il segnale utile
e il noise floor presente nell’ambiente.

Un segnale forte immerso in un ambiente
altrettanto rumoroso può produrre
un SNR insufficiente.
Quando il ricevitore fatica a distinguere
correttamente l’informazione trasmessa,
aumentano errori e ritrasmissioni.

Il risultato percepito dall’utente
può essere proprio un Wi-Fi lento,
anche se il valore RSSI appare ottimo.

Abbiamo approfondito questo tema
nell’articolo dedicato a
RSSI, SNR e Noise Floor.

Channel utilization: quando il problema è l’airtime disponibile

Il Wi-Fi utilizza un mezzo radio condiviso.
Su uno stesso canale i dispositivi
non possono semplicemente trasmettere
tutti contemporaneamente senza coordinarsi.

Ogni stazione deve ottenere
un’opportunità di accesso al mezzo.
Quando molte radio condividono lo stesso canale,
cresce il tempo durante il quale
il mezzo risulta occupato.

Il channel utilization
descrive proprio quanto frequentemente
il canale risulta impegnato.

Se l’airtime disponibile diminuisce,
ogni dispositivo deve attendere più a lungo
prima di poter trasmettere.
Questo può aumentare latenza
e ridurre il throughput disponibile
anche in presenza di un segnale eccellente.

È una delle ragioni per cui
una rete può funzionare perfettamente
quando sono presenti pochi utenti
e diventare lenta quando l’ambiente
raggiunge la normale occupazione operativa.

Interferenze: non tutto ciò che occupa lo spettro è Wi-Fi

Le frequenze utilizzate dal Wi-Fi
sono condivise con molte altre trasmissioni.
L’ambiente radio può quindi contenere
segnali provenienti da reti wireless vicine
oppure da dispositivi che non utilizzano
il protocollo 802.11.

È importante distinguere
la contesa tra reti Wi-Fi
dalle interferenze generate
da altre sorgenti RF.

Due Access Point sullo stesso canale,
se riescono a rilevarsi reciprocamente,
normalmente condividono il mezzo
attraverso i meccanismi di accesso previsti dal protocollo.
Il risultato è una maggiore contesa
e una riduzione dell’airtime disponibile.

Una sorgente non Wi-Fi può invece
occupare parte dello spettro
senza partecipare a questi meccanismi,
rendendo più difficile
la corretta ricezione dei frame.

Nelle attività di troubleshooting
l’analisi dello spettro
permette quindi di osservare
ciò che una semplice scansione Wi-Fi
non può necessariamente mostrare.

Canali e larghezza di banda: più MHz non significa sempre più velocità

Un altro errore frequente
consiste nell’associare automaticamente
una maggiore larghezza del canale
a prestazioni migliori.

Canali da 40, 80 o 160 MHz
possono aumentare il data rate teorico,
ma utilizzano contemporaneamente
una porzione maggiore dello spettro.

In ambienti con numerosi Access Point,
questa scelta può ridurre
la possibilità di riutilizzare
frequenze differenti tra celle vicine.

Il risultato può essere
una maggiore contesa,
proprio mentre l’obiettivo iniziale
era ottenere più throughput.

Nelle reti enterprise,
la larghezza di canale deve quindi
essere scelta considerando
densità degli AP, bande disponibili,
numero di client e capacità richiesta.

Copertura e capacità: una rete può avere segnale ovunque ed essere comunque lenta

Una rete progettata esclusivamente
per garantire copertura
può non avere risorse sufficienti
per supportare tutti i dispositivi presenti.

Immaginiamo un ambiente
nel quale un singolo Access Point
riesca a fornire un ottimo RSSI
a un’area molto ampia.
Dal punto di vista della copertura
il risultato potrebbe sembrare eccellente.

Se però centinaia di dispositivi
devono condividere la stessa radio
e lo stesso airtime,
la capacità disponibile per ogni client
può diventare insufficiente.

È la ragione per cui
copertura Wi-Fi e capacità
devono essere considerate
due dimensioni differenti
dello stesso progetto.

Il problema può essere nel client, non nell’Access Point

Una rete Wi-Fi è una comunicazione
tra almeno due radio:
quella dell’Access Point
e quella del dispositivo client.

Smartphone, notebook,
terminali industriali e dispositivi IoT
possono avere capacità radio
molto differenti tra loro.

Numero di spatial stream,
standard supportati,
sensibilità del ricevitore,
antenne e potenza trasmissiva
influenzano il comportamento
della connessione.

Può quindi accadere
che nello stesso punto dell’edificio
un notebook raggiunga prestazioni elevate
mentre un terminale portatile
presenti throughput inferiore
o maggiore instabilità.

Questo non significa necessariamente
che uno dei due dispositivi sia guasto.
Significa che il comportamento RF
deve essere analizzato
anche dal punto di vista del client.

Roaming: quando il client rimane collegato all’Access Point sbagliato

In una rete con più Access Point
il dispositivo deve decidere
quando abbandonare una cella
e associarsi a un’altra.

Una parte importante
della logica di roaming
risiede proprio nel client.

Alcuni dispositivi possono mantenere
la connessione con un Access Point
anche quando ne esiste uno più vicino
e con condizioni migliori.
È il comportamento comunemente
associato agli sticky client.

In questa situazione
il segnale può continuare
a essere sufficiente per mantenere
l’associazione,
ma i data rate e la qualità
della comunicazione possono degradare.

Una corretta
progettazione Wi-Fi
deve quindi considerare
dimensione delle celle,
potenze trasmissive,
sovrapposizione e comportamento
dei dispositivi utilizzati.

Perché uno speed test non basta per diagnosticare un Wi-Fi lento

Lo speed test è uno strumento utile,
ma misura il risultato complessivo
di un percorso che comprende
molte componenti differenti.

Tra il dispositivo e il server
del test possono trovarsi
il collegamento Wi-Fi,
la LAN, firewall, gateway,
connessione WAN, provider
e rete Internet.

Un valore basso non indica quindi
automaticamente quale segmento
stia creando il collo di bottiglia.

Allo stesso modo,
un singolo test con un risultato elevato
non dimostra che la rete wireless
sia correttamente progettata.

Per applicazioni real-time,
mobilità e ambienti ad alta densità,
latenza, jitter, perdita dei pacchetti,
roaming e stabilità
possono essere più importanti
della sola velocità massima.

Come si diagnostica professionalmente un Wi-Fi lento

Una diagnosi efficace
inizia cercando di riprodurre
il problema nelle stesse condizioni
nelle quali viene osservato dagli utenti.

Dove si manifesta?
In quali orari?
Coinvolge tutti i dispositivi
oppure soltanto alcuni?
Compare quando aumenta
il numero degli utenti?
È legato a un’area precisa
o agli spostamenti?

Queste informazioni permettono
di costruire un’ipotesi iniziale.
Successivamente si raccolgono
le misure necessarie
per verificarla.

Attraverso un
Wi-Fi Survey
è possibile osservare
copertura, RSSI, SNR,
distribuzione delle celle
e altri parametri RF.

L’analisi dello spettro
permette di individuare
eventuali sorgenti radio anomale,
mentre l’osservazione
dei canali e del loro utilizzo
aiuta a comprendere
la disponibilità reale di airtime.

Nei casi più complessi
può essere necessario
analizzare anche il comportamento
del client e lo scambio
dei frame 802.11,
per capire dove
la comunicazione inizia
realmente a degradare.

Aggiungere Access Point non è sempre la soluzione

Quando una rete è lenta,
una delle reazioni più comuni
consiste nell’aggiungere
un nuovo Access Point.

In alcuni casi può essere corretto,
soprattutto quando manca capacità
o la copertura non soddisfa
i requisiti previsti.

In altri casi,
però, un AP aggiuntivo
può aumentare la contesa,
complicare il riutilizzo dei canali
e modificare la geometria
delle celle radio.

Lo stesso vale
per l’aumento della potenza.
Celle più grandi
non significano automaticamente
una rete migliore.

Prima di modificare l’infrastruttura
bisogna quindi sapere
quale problema si sta cercando
di risolvere.

La soluzione corretta nasce dalla causa corretta

Il Wi-Fi lento
non è una diagnosi.
È un sintomo.

Dietro quello stesso sintomo
possono trovarsi
un canale congestionato,
un SNR insufficiente,
una rete sottodimensionata,
interferenze,
una configurazione radio
poco efficiente
oppure semplicemente
un client con caratteristiche
differenti dagli altri.

Per questo in SurveyWiFi
affrontiamo il problema
partendo dalle misure.

Le attività di
troubleshooting Wi-Fi,
Wi-Fi Survey
e
progettazione Wi-Fi
permettono di collegare
il sintomo osservato
alle condizioni reali
dell’infrastruttura.

Soltanto dopo aver individuato
la causa ha senso decidere
se modificare canali,
potenze, larghezze di banda,
posizione degli Access Point,
numero delle celle
oppure altri parametri
della rete.